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不同载荷状态下可倾瓦轴承低频振动分析与比较
摘要
可倾瓦轴承广泛应用于各种机械设备中，但在实际使用过程中存在低频振动问题。本文对不同载荷状态下可倾瓦轴承进行了低频振动分析和比较，以探讨其振动特性和影响因素。通过实验和数值模拟，发现载荷状态是影响可倾瓦轴承低频振动的主要因素之一，且受到不同工况和应用环境的影响。结果表明，在实际应用中应注意控制载荷状态、减少共振现象等因素，以保证可倾瓦轴承的稳定性和可靠性。
关键词：可倾瓦轴承，低频振动，载荷状态，数值模拟，共振现象
Abstract
Tilting-padjournalbearingsarewidelyusedinvariousmechanicalequipment,butlow-frequencyvibrationsproblemsexistinpracticaluse.Inthispaper,low-frequencyvibrationanalysisandcomparisonoftilting-padjournalbearingsunderdifferentloadstateswerecarriedouttoexploretheirvibrationcharacteristicsandinfluencingfactors.Throughexperimentsandnumericalsimulations,itwasfoundthatloadstateisoneofthemainfactorsaffectingthelow-frequencyvibrationoftilting-padjournalbearings,andisinfluencedbydifferentworkingconditionsandapplicationenvironments.Theresultsshowthatinpracticalapplications,attentionshouldbepaidtocontrollingtheloadstate,reducingresonancephenomenaandotherfactors,inordertoensurethestabilityandreliabilityoftilting-padjournalbearings.
Keywords:Tilting-padjournalbearing;Low-frequencyvibration,Loadstate,Numericalsimulation,Resonancephenomena
1.简介
可倾瓦轴承是一种常见的轴承形式，其广泛应用于各种机械设备中，如涡轮机、离心机、混合动力发电机组等。其结构其独特的设计使其能够适应各种工况和负载，并且能够提供充分的润滑和降低机械运动中的摩擦损失。尽管可倾瓦轴承具有诸多优势，但在使用过程中，它也会产生一些问题，其中最常见的是低频振动问题。由于振动对轴承系统的稳定性和寿命产生负面影响，因此对于可倾瓦轴承的振动分析和控制具有重要意义。
本文旨在通过对不同载荷状态下可倾瓦轴承的低频振动分析和比较，揭示其振动特性和影响因素，进一步提高可倾瓦轴承的稳定性和可靠性，为实际应用提供参考。
2.可倾瓦轴承结构和工作原理
可倾瓦轴承是一种液体摩擦轴承，其主要由轴承基体、瓦片、传动杆和油膜等组成。它通过传动杆将载荷传递到轴承基体上，随后形成一个油膜，使得瓦片和轴之间形成一层油膜来减少摩擦和磨损。由于可倾瓦轴承的可倾斜设计，其能够适应不同的工况和负载，使得系统运行稳定而可靠。
3.可倾瓦轴承低频振动实验
为了分析不同载荷状态下可倾瓦轴承的低频振动，我们进行了一系列实验。实验装置如图1所示，其中可倾瓦轴承和支撑结构安装在一台转速控制马达上，通过改变转速和负载模拟不同的工况状态下可倾瓦轴承的振动特性。我们使用加速度计和振动传感器采集实验数据，并进行分析处理。实验结果如图2所示：
（图1实验装置）
（图2可倾瓦轴承低频振动实验结果）
从图2中我们可以看出，当负载较轻的情况下，可倾瓦轴承的振幅较小，但是随着负载的增加，振幅显著增大，并且产生了一个明显的谐振峰。这说明载荷状态是影响可倾瓦轴承低频振动的主要因素之一，且受到不同工况和应用环境的影响。
4.可倾瓦轴承低频振动数值模拟
为了进一步探讨载荷状态对可倾瓦轴承低频振动的影响，我们使用COMSOLMultiphysics软件进行了数值模拟。我们构建了一个包括轴承基体、传动杆、油膜和瓦片的模型，并分别对几种不同载荷状态下的可倾瓦轴承进行了模拟。模拟所得结果如图3所示：
（图3可倾瓦轴承低频振动数值模拟结果）
从图3中可以看出，在不同载荷状态下，可倾瓦轴承的振幅和频率均发生了变化，且对应的谐振峰也有所不同。此外，模拟结果还显示了轴承系统中油膜和瓦片